機(jī)器視覺在一次性注射器行業(yè)的檢測應(yīng)用

       在醫(yī)療行業(yè)中，一次性注射器是一種常見的醫(yī)療器械。由于它能有效地避免交叉感染，因此得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。如圖1所示，一次性注射器主要由針筒和針管組成。注射器的字符缺陷對(duì)注射器的外觀和使用有很大的影響。注射器字符缺陷的主要原因是印刷過程中出現(xiàn)的字符缺失、缺損等質(zhì)量問題。

對(duì)于批量生產(chǎn)，通過人眼目視或觸摸來檢查字符缺陷，很容易產(chǎn)生視覺疲勞，甚至用針尖劃傷手指。另一方面，手工檢測效率低，容易漏檢，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重影響了一次性注射器的生產(chǎn)效率。

一、檢測難點(diǎn)及目的 

注射器針筒為透明圓柱體，在檢測字符時(shí)不能一次完全檢測。當(dāng)使用線陣相機(jī)進(jìn)行圖像采集時(shí)，由于針筒的透明性，針筒兩側(cè)的字符會(huì)相互干擾檢測。如圖1所示，本實(shí)驗(yàn)中針筒上方的字符顏色是黑色和紅色，在生產(chǎn)過程中應(yīng)該考慮兼容性。

此案例旨在通過機(jī)器視覺檢測，排除反光以及注射器上相對(duì)面的字符干擾，達(dá)到檢測出針筒字符完整性的目的。

二、視覺檢測硬件系統(tǒng) 

實(shí)驗(yàn)環(huán)境是自行搭建的模擬現(xiàn)場環(huán)境。如圖2所示，本實(shí)驗(yàn)采用了印刷行業(yè)使用率較高的線掃描相機(jī)。它能在針筒的生產(chǎn)過程中連續(xù)、勻速地對(duì)針筒進(jìn)行掃描，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)針筒的整個(gè)表面的均勻檢測。該鏡頭采用高清晰度1000萬像素的定焦鏡頭。全視場的分辨率可達(dá)140lp/mm，保證了圖像的清晰度。由于針筒字符的顏色分為黑色和紅色，我們需要使用相同的照明方法來實(shí)現(xiàn)兼容性。

實(shí)驗(yàn)中，我們使用高亮度的線性光源從工件頂部斜射。這種照明方法能夠使字符與背景形成清晰的對(duì)比，并且能夠滿足的兼容性。另外，由于針筒的形狀是圓柱形的，如果只用一個(gè)前燈，就不能消除對(duì)側(cè)字符的干擾，所以需要增加平行的背光來消除干擾。

三、獲取圖像 

通過以上照明方式和機(jī)器視覺硬件的合理搭配，不僅獲得了清晰的圖像，而且很好地實(shí)現(xiàn)了采集圖像的兼容性。效果如下圖：

四、軟件處理效果  

在檢測字符缺陷時(shí)，由于不同字符形態(tài)差異較大，且無固定形狀，普通算法難以對(duì)其完整度進(jìn)行有效檢驗(yàn)。

機(jī)器視覺軟件功能豐富，擁有圖像、增強(qiáng)、定位、測量、檢測、識(shí)別、通信、控制等功能。結(jié)合視覺開發(fā)包中的算法庫(SDK)，用戶還可以根據(jù)自己的需求靈活、定向開發(fā)應(yīng)用程序。

如圖6、圖7所示， 使用機(jī)器視覺軟件中二值化、旋轉(zhuǎn)平移等圖像增強(qiáng)功能，調(diào)整待檢測圖像與模板的位置，然后通過變量模型檢測工具，將待檢測字符圖片與標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出缺損字符的大小和位置。在字符精度極低的情況下，通過智能視覺軟件SCI 也能精準(zhǔn)定位出字符的缺損位置和尺寸。

五、案例總結(jié)

本文以注射器作為透明物體的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，使用機(jī)器視覺硬件，結(jié)合智能視覺軟件，克服了透明物品檢測難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了透明物體在實(shí)際生產(chǎn)過程中的檢測兼容性。如需要了解更多機(jī)器視覺檢測案例及解決方案，可撥打熱線：028-62705808  吳女士